探究串行總線內部的秘密

Finisar公司Bus Doctor產品技術負責人Eric Lanning也表示，“在得到可用芯片之初，工程師就需要檢查和解釋比特流中的數(shù)據(jù)，工程師在確定其電路符合信號完整性規(guī)格要求后，就必須保證信號攜帶的信息是正確的。因此，協(xié)議和數(shù)據(jù)分析工作跨越了從IC測試到開發(fā)、制造和現(xiàn)場維修的整個過程。”

串行鏈路簡化傳輸過程

串行鏈路（如RS-485、CAN、I2C和SPI）在簡單網絡中傳輸數(shù)據(jù)。在此級別下，工程師希望能確保發(fā)送器和接收器工作正常，總線上出現(xiàn)的地址和數(shù)據(jù)信息正確，且設備對指令的響應符合預期。這些網絡中可能會有一些基本協(xié)議?？偩€分析儀可以采集串行通訊數(shù)據(jù)并以二進制、十六進制和十進制形式表示信息，同時顯示通訊傳輸?shù)念愋?。例如，在分析CAN總線通訊時，可以使用一臺儀器，以易于分析的格式顯示字節(jié)值和其它信息，如確認信息、從機地址和讀/寫狀態(tài)。（因為即使看起來簡單的總線也會變得復雜。CAN總線就支持DeviceNet和CANopen等高層協(xié)議。)

另一方面，千兆位以太網通訊則需要特別注意信號完整性規(guī)格和復雜協(xié)議使用是否正確，該復雜協(xié)議可能有多個“層”，這些層形成了一個“棧”，起自下面的物理層，或稱電氣連接層，延伸到上層的應用層。應用層中通常包括以太網鏈路電子郵件、網頁瀏覽器等其它應用程序。

在高端總線上（如光纖通道、以太網等），工程師并不想查看和解讀低層次的數(shù)據(jù)位和字節(jié)，而是想查看總線傳輸情況。因為在以太網上進行TCP/IP通訊時，與分析低層數(shù)據(jù)位相比，顯示標志、源和目的地址、校驗以及服務類型可以提供更多信息。

不幸的是，當工程師將協(xié)議棧從數(shù)據(jù)位轉向高層消息和動作時，經常會采用不同的儀器，這樣會破壞測試信息的連續(xù)性。Tektronix公司串行應用工程師Randy White認為，“工程師通常使用一種儀器進行物理層測試，使用另一種儀器分析數(shù)據(jù)鏈路層和傳輸層，而如果擁有一種集成儀器，將會大大節(jié)省測試時間。”

面向通訊問題的各類儀器

串行通信覆蓋了廣泛的應用領域，小至芯片間通訊，大至洲際之間通訊，都在應用串行通信技術，促使一些新的儀器應運而生，這類儀器包括混合信號示波儀器、協(xié)議分析儀和總線分析儀。這些儀器可以使工程師查看并快速分析簡單和復雜的數(shù)據(jù)位流。（本文中使用“總線分析儀”統(tǒng)稱具有上述功能的各類儀器。）

最近，Randy White在訪問一家有通訊問題的公司后表示，“他們的設備在物理層工作良好，但連接到其它廠商的設備時，兩個設備卻無法通訊。”通過使用整合示波儀和數(shù)據(jù)分析功能的儀器（如Tektronix TLA7000系列邏輯分析儀），工程師就可以給事件加上時標，然后檢查并關聯(lián)獨立的傳送情況，以找到問題的根源。“他們花了兩個月的時間試圖解決此問題，在使用了合適的儀器后，幾天就查明的問題所在。”Randy White說。